La Lluvia cida en Volcanes de Costa Rica.E. Duarte, E. Fernndez.OVSICORI-UNA eduarte@una.ac.cr

Resumen: Se considera cida a la lluvia con niveles de pH menor a 5.6. Aqu se abordar la lluvia cida de origen volcnico que se produce cuando la emisin de gases (principalmente dioxido de azufre, SO2), entra en contacto con precipitacin, niebla o llovizna y la deposita en la superficie afectando plantas, personas, animales y la calidad del aire. Por paradjico que parezca este tipo de contaminacin ambiental ha afectado al planeta por tiempos inmemoriales y solo recientemente es el hombre quin entra a producir esta acidificacin en forma artificial. Por lo tanto su origen puede ser natural o humano. Fig 1.

Fig 1. Esquema resumen de procesos involucrados en la lluvia cida de orgen volcanico.

A continuacin se describirn algunas observaciones cualitativas del efecto producido por lluvia cida en 3 volcanes activos de Costa Rica que han mantenido una pluma de gases permanente o intermitente en los ultimos 30 aos. Debido a las huellas que deja la acidificacin sobre la superficie vegetal y metlica se usarn esos substratos para ilustrar este ensayo. Sin embargo la degradacin de suelos, efectos sistmicos en especies arbreas, en accesorios de uso residencial y en la salud humana y animal se mencionan aunque su cuantificacin sea apenas incipiente. A pesar de que la lluvia cida en animales y personas no haya sido estudiado a fondo alrededor de volcanes en Costa Rica, s se sabe del impacto directo e indirecto, analizado en otros ambientes similares de sociedades ms visionarias y meticulosas. Se presentaran algunas graficas y mapas con la intencin de ilustrar aspectos geogrficos y geoqumicas relevantes para estudios futuros.

Introduccin: El proceso de la lluvia cida deriva de la formacin de contaminantes producto de la oxidacin de xidos nitrosos (NOx) o dioxido de azufre (SO2) al ser inyectados en la atmsfera. Como ese proceso de alteracin qumica puede durar das, la cobertura geogrfica de esos contaminantes pueden abarcar muchos kms. (En rea y distancia) y afectar en forma seca o hmeda.

Aunque no todos los ecosistemas son afectados de igual modo, la lluvia cida puede producir cambios importantes en los cuerpos de agua y el bosque. La acidificacin del agua no solo afecta la potabilidad de ese recurso sino que produce impacto en la flora y fauna acutica. De hecho esas alteraciones producen altibajos qumicos en el sustrato alrededor de los cuerpos de agua hasta causar solubilidad de metales txicos que eventualmente pueden terminar en el tracto humano o animal. Los estragos en vegetacin natural o introducida no solo son visibles en forma de clorosis y/o necrosis sino que los efectos acumulativos de la lluvia cida en los suelos producirn eventualmente severos cuadros de nutricin alterada. De hecho los suelos silceos alrededor de nuestros volcanes muestran mayores limitaciones para neutralizar la citada agresin cida. Problemas adicionales por esta alteracin cida resultan en daos en crecimiento y rendimiento de las plantas por sobre nutricin de solo algunos componentes bsicos en la dieta vegetal o bien en reduccin de organismos intolerantes a los cambios qumicos y fsicos del suelo. Un cuadro integral de efectos negativos en los bosques o plantaciones industriales redundara en; disminucin de cosechas, incapcidad defensiva y por tanto reduccin de la biodiversidad y/o de la economa regional. Fig 2.

Fig 2. En plena estacin lluviosa (octubre 2009) las paredes oeste y suroeste del V. Turrialba se quemaron en forma aguda pasando de amarillo intenso a un naranja brillante.

La acumulacin de metales txicos que terminan en la cadena alimenticia del hombre no se ha analizado en Costa Rica aunque hay estudios que muestran efectos directos e indirectos. Mas an, estudios en salud humana en el futuro podran identificar hasta que punto algunas comunidades expresan su afectacin en forma de alergias, males respiratorios crnicos, tos, etc. Las estadsticas sanitarias, bsicas para conocer valiosos detalles sobre estos aspectos, se hacen necesarias con cada evento extraordinario de cada volcan. La lluvia cida en volcanes de Costa Rica: En nuestro pas la afectacin por lluvia cida ha sido pobremente estudiada. Apenas en aos recientes se comienza a tener una idea geogrfica de las reas ms severamente afectadas y las caractersticas bsicas de esa acidificacin. Por la direccin prevaleciente de los vientos al menos 3 volcanes muestran actualmente las huellas mas profundas de la acidificacin por gases emitidos en sus cimas. En este ensayo se revisaran las generalidades de la lluvia cida en los volcanes: Rincn de la Vieja, Pos y Turrialba. De hecho y vistos desde el aire esos volcanes muestran una especie de callejn de acidificacin que se extiende por muchos kms. A partir del crter activo. El volcan Arenal mantuvo efectos similares a estos 3 mencionados aqu, sin embargo en los ultimos 15 aos una reduccin de la emanacin gaseosa ha permitido la recuperacin vegetal en el flanco oeste. Fig 3.

Fig 3. Afectacin temporal por acidificacin hacia el noreste en el V Arenal. Los efectos mas permanentes hacia el oeste han desaparecido en aos recientes.

Entre las caractersticas ms comunes de esas avenidas de acidificacin estn: denudacin del terreno, defectos fsicos en el suelo y la vegetacin y presencia de gases en forma casi sostenida. Por razones meteorolgicas y por su posicin en el trpico, nuestro pas aumenta el efecto de esos gases naturales. La humedad, presente todo el ao, contribuye a la humectacin corrosiva de superficies impactadas por deposicin activa o pasiva. Para mayores detalles visitar el documento completo en: http://www.ovsicori.una.ac.cr/vulcanologia/informe_tecnico.htm

Volcn Rincn de la Vieja:La zona de mayor impacto por lluvia cida en el volcn Rincn de la Vieja comprende unos 2 km de ancho por unos 4 km de largo, hacia el oeste, del crter principal. Apenas musgos y lquenes, que conforman un sustento nutritivo para otras especies, son visibles en ese callejn aunque sin llegar a progresar. En la poca seca y debido a la intensa desecacin de los pastos, en el suroeste y oeste de este macizo (sector de Guanacaste), es fcil confundir hasta donde alcanzan los efectos de los gases. El rea de afectacin es fcilmente reconocible en los alrededores del crter activo, el cono Von Seebach y las laderas empinadas al oeste. La zona verde colindante en ambos mrgenes vara desde arbustos leosos y enanos hasta plantas rastreras densamente distribuidas a lo largo del callejn desnudo. Fig 4.

Fig 4. Imagen satelital con color falso mostrando el sector mas afectado por acidificacin en la cima y alrededores del macizo del V Rincn de la Vieja. (Cenat-Prias).

El rea de devastacin se encuentra desde el crter (semi-colgante en la ladera norte) hasta los pastizales pamperos ya mencionados. Como ese sector abarca principalmente la cima, no es visible, desde las partes bajas del macizo para la mayora de los visitantes. Por razones de dificultad de acceso y por los pocos efectos conocidos por los pobladores en las partes bajas no se ha considerado de prioridad el extender una red de muestreo de colectores de lluvia cida en la regin, como si se ha hecho con otros volcanes. Es por ese motivo que los datos cuantitativos son muy escasos e intermitentes. Sin embargo, en caso de actividad extraordinaria o erupciones de gas y ceniza ese sector puede ser cubierto por colectores para caracterizar qumicamente esa avenida de afectacin. Aunque la emanacin de este volcan es bastante menor a la de los otros dos volcanes el efecto de aniquilacin se ha mantenido por siglos, de acuerdo a recuentos histricos. Cuando han ocurrido eventos de actividad extraordinaria se ha documentado puntualmente los efectos rpidos en la vegetacin siguiendo la misma rea geogrfica.

Volcn Pos:La ecuacin de la lluvia cida en el V Pos se compone de algunas variables: presencia de lago caliente, presencia del domo (y otras estructuras que aportan gases y vapor), carcter cambiante del foco de mayor actividad volcnica en la gran caldera asi como los patrones meteorolgicos que se encargan de la distribucin de los gases. No siempre la desecacin del lago d como resultado mayores niveles de lluvia cida sin embargo

la volatilidad de sedimentos finos hasta las reas atacadas por gases s tienden a mostrar ms impacto directo y rpido en la superficie afectada. En caso de eventos freticos se ha notado mayor alcance de los sedimentos finos en la direccin prevaleciente del viento y secamiento acelerado del lago caliente. La evaporacin sobre la superficie del lago se tiene, tambin, como un elemento de aporte a la atmsfera contribuyendo con indicadores de mayor acidez. La tendencia de los vientos alisios a soplar del Caribe hacia el Pacifico hace que el rea de mayor devastacin vegetal se encuentre hacia el oeste y suroeste de la cima, caracterizando un callejn de acidificacin. Fig 5.

Fig 5. Vista del callejn de acidificacin del V Pos en direccin oeste. Al fondo, abajo, la comunidad de Bajos del Toro. Foto: Desconocido.

Despus de la ultima actividad freatomagmatica del V. Pos (1953-55) se han registrado algunos eventos de actividad extraordinaria: En los aos 1989-90 se produjeron emisiones vigorosas de gases y sedimentos que fueron dispersados por los vientos predominantes en direccin W y SW, hasta unos 18 Km de la fuente; alcanzando zonas urbanas. En 1994, la emisin de gases y sedimentos fueron dispersados, de nuevo, hacia el flanco W y SW alcanzando comunidades de importancia numrica y econmica. El lago acido se seco completamente y los efectos ocasionados por la lluvia cida se agudizaron. En menor escala, entre mediados de 1999 y principios del 2000 se produjeron efectos en la vegetacin circundante a la fuente de emisin. Tambin hubo algunos reportes de visitantes y funcionarios acerca de molestias provocadas por los gases volcnicos. Finalmente, a fines de marzo de 2006 se producen al menos 3 explosiones freticas bien documentadas. La cada de los sedimentos ms gruesos se limit a un sector cercano al crter y los ms finos fueron llevados por los vientos predominantes hacia el flanco SW. Cabe sealar que el nivel de evaporacin del lago, comenz desde abril del ao 2005, manteniendo efectos en la vegetacin adyacente al crter. En dos de los primeros eventos el impacto en; comunidades, funcionarios, vegetacin, ganadera e industria lechera fue directo, el cierre del parque se dio por periodos muy cortos y an as hubo molestia en comerciantes, por la reduccin drstica en las ventas. Para el caso del volcn Pos este callejn es el ms fcilmente identificable por el visitante. Desde el mirador a la izquierda (hacia el oeste), hasta alcanzar el Cerro Peln y en direccin hacia los Bajos del Toro se aprecia este singular sector.

El registro fotogrfico y ms atrs en el pasado; las descripciones de los primeros investigadores y curiosos coinciden en que esa zona desvastada ha permanecido ah por siglos. Para periodos extraordinarios de degasificacin (89-90, 94 y 99) este callejn sostuvo el efecto de grandes cantidades de gas que se extenda con olores hasta unos 12km (en las cercanias de Grecia y Sarch). De hecho con la afectacin aguda de gases en 1990 hubo intentos aislados por documentar esos efectos en salud humana y animal asi como en cuantificar los efectos en las actividades agrcolas. El impacto principal se documento en especies silvcolas (naturales y cultivadas), caf, pasto, fresas, helechos, tomate, etc. Algunas cifras obtenidas en documentos especficos dan cuenta de la acumulacin de efectos en esas zonas bajas del macizo del Pos.

Volcn Turrialba:El volcn Turrialba inicio a partir del 2005 con una vigorosa fase de degasificacin que promueve un callejn de acidificacin similar a los otros 2 volcanes citados arriba. Desde los tmidos penachos de gas que se asomaron por el borde del crter activo, en los primeros aos del 2000, hasta las enormes columnas recientes; la direccin predominante es oeste y suroeste. Los gases que constantemente visitan las paredes vegetadas han producido el xodo de muchas familias que dependan de esos sectores para su sustento diario. A la devastacin del bosque en los flancos superiores le sucedi la intensificacin de quemaduras en el pasto comercial. Paralelo a efectos agudos en la vegetacin natural y extica se d un proceso intenso de corrosin sobre todo elemento metlico en el radio de accin de los gases. Despus de casi 2 aos de quemaduras totales; el bosque y potreros comienzan a mostrar importantes manchas de sustrato oscuro. A pesar de unos 145 aos de ocupacin orgnica de los flancos de este volcn el desarrollo de suelo ha sido muy pobre, por lo que ahora aflora la ceniza negra del ltimo periodo freatomagmatico de dicho volcn. De mantenerse el flujo de gases observado en los ltimos 5 aos y las caractersticas qumicas de los mismos es posible prever que un callejn de acidificacin se podra instaurar en este sector. Fig 6.

Fig 6. El sector de La Silvia ha sufrido el embate de gases por unos 6 aos con consecuencias econmicas incalculables.

Los deslizamientos en la cspide (otrora cubierta parcialmente por arbustos resistentes), la cada, con efecto de domino, de grandes rboles en las laderas empinadas y la aparicin de reas desnudas de vegetacin puede conformar las primeras etapas de una regin incapaz de reverdecer. El rea de impacto total mide unos

2.5km de ancho (desde el flanco sur del Cerro San Juan hasta La Picada) y unos 3.5km de largo (hasta el cauce del Ro Toro Amarillo). Seria viable pensar que si el viento se fortalece (como lo hace durante la poca de alisios) ese efecto puede extender afectacin mayor hacia los caseros ubicados en el flanco Norte del volcn Iraz (San Gerardo, La Peas, San Cayetano). Si el volcn Turrialba da muestras claras de la ocupacin de un territorio por acidificacin intensa podra permanecer asi por aos o incluso dcadas, por tanto las medidas a largo plazo deberan ser tomadas desde ahora. Hasta el momento la fase de degasificacin y el proceso de degradacin al oeste es el nico escenario en el que se encuentra el volcn Turrialba. Las erupciones freaticas por dos aos consecutivos en el mes de enero (2010 y 2011) han sido talvez los eventos mas notorios de material solido expulsado por este volcan.

Comentarios finales:Si bien el proceso de acidificacin natural producido por un volcn no se puede aminorar s hay medidas generales que se pueden tomar para reducir el impacto econmico que se pueden producir. Si existen vas estatales para que se adquieran algunas de estas tierras con fines de conservacin, los afectados podran tener una salida que les permita rehacer sus actividades en una regin menos drstica. Si la opcin de los finqueros y vecinos de la zona es quedarse, pues se debe tambin reducir el impacto inmediato del efecto de los gases. El uso de accesorios e implementos resistentes a la corrosin; por ejemplo. Un tratamiento balanceado de basificacin de suelos (previa consulta con el profesional del ramo) puede aumentar positivamente la respuesta de pastos y cultivos en las zonas menos afectadas. Sobra mencionar las medidas pertinentes que se deben tomar para asegurar el menor impacto de los gases sobre la salud humana. En otros volcanes con similares callejones de acidificacin, al que ahora inicia el Turrialba, la sabia naturaleza ha podido mantener despejado un espacio ocupado por la actividad pasiva del volcn. En el caso de un espacio ocupado por el ser humano se requiere la decisin sabia de los que all conviven para evitar males mayores. De mantenerse la tendencia con que se ha presentado el volcn Turrialba en los ltimos 4 aos las condiciones para la vida y el aprovechamiento econmico serian precarias. De hecho el impacto actual en flora y fauna redujo severamente la biodiversidad de esa regin, contigua al volcn. La degradacin vegetal cubre un suelo acidificado que solo la naturaleza podr restablecer a un plazo desconocido, una vez que el efecto de acidificacin cese. Bibliografa: Alfaro, R. et al. Lluvia cida de origen volcnico. Boletn de Vulcanologa. OVSICORI-UNA. Bol No 17: 1522. 1986 Caldern, T., 2005. Valoracin cuantitativa de la corrosividad de materiales metlicos expuestos al ambiente del volcn Pos. Tesis Lic. En Ingeniera en Metalurgia. Instituto Tecnolgico de Costa Rica. Escuela de Ciencias e Ingeniera de los Materiales. Cartago, Costa Rica. p 113. Duarte, E. Algunos aspectos del Riesgo volcnico en el V. Turrialba. Tesis de Licenciatura. Escuela de Ciencias Geogrficas. Universidad Nacional. Heredia, 1990. 118p. Fernndez, E. Caracterizacin Qumica de la Precipitacin en el rea adyacente al Volcn Turrialba. Tesis de Licenciatura. Escuela de Ciencias Geogrficas. Universidad Nacional. Heredia, 1987. 81p. Martnez, M., Fernndez, E., Valds, J., Barboza, V., van der Laat, R., Duarte, E., Malavassi, E., Sandoval, L., Barquero, J., Marino, T., 2000. Chemical evolution and volcanic activity of the active crater lake of Pos volcano, Costa Rica, 1993 1997.Journal of volcanology and geothermal research. 97, 127 141. Posla, H., 2001. Efecto de la precipitacin cida sobre los rendimientos econmicos del cultivo de caf, en la zona del volcn Pos. Tesis Lic. En Economa Agrcola. Universidad de Costa Rica. San Jos, Costa Rica. p 69. Sandoval, L., 1996. Efecto de las emisiones volcnicas sobre la vegetacin del parque Nacional Volcn Pos. Tesis Lic. En Biologa Tropical. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad Nacional. Heredia, Costa Rica. 106 p. Zarate, E. Comportamiento del viento en Costa Rica. Nota de investigacin No2. San Jos, Costa Rica. Instituto Meteorolgico Nacional. 1978. 31p.